[00361953]汽车缸盖用高性能铸造铝合金材料关键技术研发及应用

为满足国家更为严格油耗、排放等法规，汽车发动机小型强化是重要发展方向，需采用TC、GDI等技术集成。为确保核心零件缸盖长时间承受高热高负荷及热疲劳载荷正常运行，需开发高强韧、高品质铸造铝合金材料，在零件结构设计及制造工艺上进行技术突破，并实现在发动机缸盖上的产业化应用。主要创新成果： 研发多元微合金形核及机械搅拌晶粒细化复合共晶硅球化技术，发明一种高强韧铸造铝合金材料GZL-3及其制备方法，抗拉强度达305-325MPa、屈服强度达240-260MPa、硬度达90-110HBS同时，延伸率可高达≥6％，突破国外同类材料延伸率5％的极限；指导缸盖结构优化，满足TC、GDI等技术集成缸盖结构对材料性能设计要求，解决因缸盖结构复杂带来的制造难度和成本增大的问题。 建立一系列铸造铝合金材料工艺性研究内容与方法，通过流动性、线收缩、热裂倾向等参数研究，解决浇铸温度、模具尺寸公差等工艺参数设计缺乏理论依据的问题，解决高强韧铝合金铸造性能普遍偏差的难题；研发高延伸率铝合金材料机加工艺方法，攻克高延伸率材料在机加时毛刺多、断屑性严重下降、产品质量不达标的难题，提高产品表面质量和尺寸精度；缸盖零件铸造综合良品率达到97％，机加合格率达到99％，降低生产成本。 发明铝合金临界凝固系数测试方法、界面热交换系数测试方法，开发一套具有长安DNA的铸造铝合金材料特性参数库，提高材料特性参数准确性。开发材料凝固系数、凝固潜热、热机械疲劳等7类物理特性、3类高温力学性能，用于铸造CAE分析、产品结构强度与疲劳精准CAE分析，精度由75％提升到92％。 创建缸盖铝合金材料全生产链质量与工艺过程控制评价体系，实现全生产链质量控制，提升产品综合性能；发明铝合金重力倾转铸造用陶瓷浇口杯，优化铝液浇铸工艺过程控制工装与技术，解决浇铸过程中铝液温度急剧降低、易氧化吸气等问题，降低铝液含气量，提升铝液纯净度，密度当量≤1.2，优于行业水平≤2。 共获得专利10项(其中6项发明专利)，论文10篇(1篇SCI、6篇EI)，技术标准19篇。 项目取得显著经济效益，2014年-2016年共实现新增销售收入34.7亿元，新增利润5.8亿元。 成果已成功应用于长安系列发动机缸盖，并搭载长安悦翔、CS15、CS35、欧尚等整车；在汽车行业原材料、零部件和整车等全产业链企业中，有很好应用推广价值。